CN204558584U - 一种电池用电极 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电池用电极，由集流体（1）和涂覆在集流体（1）两侧的电极材料（2）构成，所述的集流体（1）上加工有贯穿集流体（1）的纳米孔（3）。本实用新型的有益效果是：集流体上有纳米孔，集流体两面的容量可以相互补充，可以解决一面在容量不足时，由另一面提供容量支持，保证整体容量平衡；同时在电池反复充放电过程中部分区域性能恶化时，提供容量支持，提升电池使用寿命；并且本实用新型结构易于加工几乎不增加生产成本。

Description

一种电池用电极
技术领域
 本实用新型涉及电池技术领域，特别是一种电池用电极。
背景技术
锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜、电池外壳等组成，这些部件根据一定规则组成了一个电化学反应系统，正极由10-20微米厚的铝箔和涂覆在铝箔上的正极材料构成，负极由厚度为8-18微米的铜箔和涂覆在铜箔上的负极材料构成。即目前电池正负极集流体分别是铝箔和铜箔，电极材料涂附在集流体的两侧。集流体是完整的，两边电极材料容量不能相互补充，造成容量损失和电池性能恶化。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种使集流体两面的容量可以相互补充的电池用电极。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种电池用电极，由集流体和涂覆在集流体两侧的电极材料构成，所述的集流体上加工有贯穿集流体的纳米孔。
所述的集流体为负极集流体或正极集流体。
所述的纳米孔的直径为100nm～500nm，集流体的孔隙率为35%～45%。
所述的电池用电极的制备方法，包括以下步骤：
S1、集流体的制备：
S11、负极集流体制备：负极集流体采用电解铜箔，在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料，这样铜在吸附时就会在有纳米绝缘材料的部分留下纳米孔，形成有纳米孔的铜箔；
S22、正极集流体制备：正极集流体采用压延铝箔，在最后一次压延时，在压延滚筒上增加纳米柱，铝箔上面就会留下纳米孔，形成有纳米孔的铝箔；
S2、在得到的负极集流体和正极集流体的两侧分别涂覆电极材料。
涂覆电极材料的操作为：将制备负极电极材料或正极电极材料的原料配成稀浆，在涂布机上涂在集流体的两面，烘干，通过对辊、分切、制片，制成电极。
制备所述的负极电极材料的原料包括：石墨、导电剂和粘结剂。
制备所述的正极的电极材料的原料包括：活性物质、导电剂和粘结剂。
锂离子电池理论上要求正极容量等于负极容量，电池性能才能正常；现行正负极集流体表面是平整的，电极材料涂布在集流体的两面，容量不能相互补充，两面容量独立，在正负极总容量相等时，如果正极某一面容量大于对应的负极面容量，电池就会出现性能异常（比如正极总容量是100mAh，每面为50mAh；负极两面总容量是100mAh，其中一面40mAh，另一面60mAh，那么40mAh的一面容量不足，造成电池性能不良，而60mAh多出的10mAh是无用的）。
本实用新型提供的带纳米孔的集流体就可以很好地解决这个问题，电极材料涂布在集流体的两面，如果正极是100mAh容量，负极总容量在100mAh就可满足要求（一面是40mAh，另一面是60mAh，总容量＝100mAh就可以），可以极大的提升电池性能。
本实用新型具有以下优点：
本实用新型的集流体上有纳米孔，集流体两面的容量可以相互补充，可以解决一面在容量不足时，由另一面提供容量支持，保证整体容量平衡；同时在电池反复充放电过程中部分区域性能恶化时，提供容量支持，提升电池使用寿命；并且本实用新型结构易于加工几乎不增加生产成本。
附图说明
图1 为本实用新型的结构示意图。
图中，1-集流体，2-电极材料，3-纳米孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的描述：
如图1所示，一种电池用电极，由集流体1和涂覆在集流体1两侧的电极材料2构成，所述的集流体1上加工有贯穿集流体1的纳米孔3。
所述的集流体1为负极集流体或正极集流体。
所述的纳米孔3的直径为100nm～500nm，集流体的孔隙率为35%～45%。
所述的电池用电极的制备方法，包括以下步骤：
S1、集流体的制备：
S11、负极集流体制备：负极集流体采用电解铜箔，在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料，这样铜在吸附时就会在有纳米绝缘材料的部分留下纳米孔，形成有纳米孔的铜箔；
S22、正极集流体制备：正极集流体采用压延铝箔，在最后一次压延时，在压延滚筒上增加纳米柱，铝箔上面就会留下纳米孔，形成有纳米孔的铝箔；
S2、在得到的负极集流体和正极集流体的两侧分别涂覆电极材料。
涂覆电极材料的操作为：将制备负极电极材料或正极电极材料的原料配成稀浆，在涂布机上涂在集流体的两面，烘干，通过对辊、分切、制片，制成电极。
制备所述的负极电极材料的原料包括：石墨、导电剂和粘结剂。
制备所述的正极的电极材料的原料包括：活性物质、导电剂和粘结剂。
锂离子电池理论上要求正极容量等于负极容量，电池性能才能正常；现行正负极集流体表面是平整的，电极材料涂布在集流体的两面，容量不能相互补充，两面容量独立，在正负极总容量相等时，如果正极某一面容量大于对应的负极面容量，电池就会出现性能异常（比如正极总容量是100mAh，每面为50mAh；负极两面总容量是100mAh，其中一面40mAh，另一面60mAh，那么40mAh的一面容量不足，造成电池性能不良，而60mAh多出的10mAh是无用的）。
本实用新型提供的带纳米孔的集流体就可以很好地解决这个问题，电极材料涂布在集流体的两面，集流体上有纳米孔，集流体两面的容量可以相互补充，可以解决一面在容量不足时，由另一面提供容量支持，保证整体容量平衡；如果正极是100mAh容量，负极总容量在100mAh就可满足要求（一面是40mAh，另一面是60mAh，总容量＝100mAh就可以），可以极大的提升电池性能。同时在电池反复充放电过程中部分区域性能恶化时，集流体上的纳米孔能够提供容量支持，提升电池使用寿命。
以下通过实验对本实用新型的有益效果进行进一步的描述：
1.电极材料型号：
序号 供应商 型号 批次 材料特性 来样
1 正极：厦门钨业 B14100 2015-0241 单晶产品,压实密度高 5kg
2 负极：深圳BTR BTR818掺BTR918 2015-0180 BTR818(天然石墨）、BTR198(人造石墨) 各5kg
2.材料克容量：
3.实验设计（523450AR1000mAh）
实验一：正负极用现行生产集流体。正极铝箔厚16um，负极铜箔厚12um；
实验二：正负极用带纳米孔的集流体（纳米孔径250±100nm，孔隙率40±5%）。正极铝箔厚16um，负极铜箔厚12um。
4.制程正常；
5.容量测试：
6、循环测试
小结：1、实验一循环性能差；实验二循环性能正常；
7.常温储存测试（半电态3.95V*28天）
8、安全性测试（实验二）
总结：1、实验采用相同材料、工艺，仅集流体不同，结果差异大；
2、实验一容量不能相互补充，电池性能异常；实验二容量相互补充，电池性能正常；
3、有纳米孔的集流体对改善电池性能有较大帮助。

Claims (3)

1.一种电池用电极，其特征在于：由集流体（1）和涂覆在集流体（1）两侧的电极材料（2）构成，所述的集流体（1）上加工有贯穿集流体（1）的纳米孔（3）。
2.根据权利要求1所述的一种电池用电极，其特征在于：所述的集流体（1）为负极集流体或正极集流体。
3.根据权利要求1所述的一种电池用电极，其特征在于：所述的纳米孔（3）的直径为100nm～500nm，集流体的孔隙率为35%～45%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104835967A (zh) * 2015-05-11 2015-08-12 东莞市格能电子科技有限公司 一种电池用电极及其制备方法
CN111276733A (zh) * 2020-04-21 2020-06-12 隆能科技(南通)有限公司 一种快速充放电且安全的低温锂离子电池及其制备方法
CN111370752A (zh) * 2020-04-08 2020-07-03 隆能科技(南通)有限公司 快速充电且安全的低温锂离子电池及其制造方法

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